藥化實驗講義-學(xué)生.doc

藥 物 化 學(xué)實 驗 講 義紹興文理學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院2005.097藥物化學(xué)實驗須知一、每次實驗前，必須預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容，了解其大概的操作步驟和理論要點。二、實驗時須備記錄本，隨時記錄每次實驗的應(yīng)記項目，如原料用量、實驗時發(fā)生的現(xiàn)象、反應(yīng)結(jié)果、產(chǎn)品數(shù)量、熔點、產(chǎn)品純度等，并按時交實驗記錄。三、實驗所得的產(chǎn)品，如需統(tǒng)一處理并供下次實驗使用，應(yīng)交給指導(dǎo)老師，并注明品質(zhì)、數(shù)量、組別、姓名。四、實驗規(guī)則：1、 實驗室要經(jīng)常保持整潔。廢酸、堿液應(yīng)倒入污水缸中，易燃易揮發(fā)的廢液應(yīng)倒入水槽并立即用水沖掉。2、 實驗時不得擅自離開，不要高聲談笑，嚴(yán)禁在實驗室吸煙。3、 節(jié)約藥品，愛護(hù)儀器。如有損壞應(yīng)填寫損壞賠償單。試劑、藥品、公用器具使用后應(yīng)立即放回原處，并注意不要調(diào)錯瓶塞，以免污損。4、 裝有易燃試劑的瓶子不得放在燈火附近。加熱乙醇、苯、石油醚等可燃液體時應(yīng)在水浴上進(jìn)行，并使用裝有冷凝管的燒瓶。加熱前應(yīng)放入沸石2-3粒，防止暴沸。如加熱時未放入沸石，應(yīng)等冷卻后再加入。添加溶劑時應(yīng)離開火源稍冷后再加，并重新放入沸石。5、 蒸餾回收乙醚時，不能用明火加熱，蒸餾裝置不可漏氣，余氣應(yīng)用橡皮管通入水槽內(nèi)。存放后的乙醚有可能產(chǎn)生過氧化物，切不可蒸干，以免爆炸。6、 實驗過程中，萬一溶劑起火，應(yīng)立即用布或其他物品蓋滅，油浴著火不可用水撲滅，如火苗擴(kuò)大應(yīng)用滅火器、沙子等撲滅。7、 實驗完畢，值日生應(yīng)將實驗室打掃干凈，離開前檢查水、電、氣、門窗等安全與否。實驗一阿司匹林的合成一、 目的要求1、 掌握阿司匹林的性狀、特點、化學(xué)性質(zhì)；2、 熟悉并掌握酯化反應(yīng)的原理和實驗操作；3、 熟悉重結(jié)晶原理和操作；4、 了解阿司匹林中雜質(zhì)的來源和鑒別。二、 反應(yīng)原理雜質(zhì)：1、反應(yīng)過程中，阿司匹林會發(fā)生自身縮合，生成聚合物。這可通過阿司匹林和堿反應(yīng)生成水溶性的鈉鹽而分離。2、水楊酸，來自原料和阿司匹林水解產(chǎn)物。這可通過重結(jié)晶分離。三、 原料：水楊酸、醋酐四、 實驗步驟100ml燒瓶（或三角瓶）中加入10g水楊酸，14ml醋酐，然后滴加6滴濃硫酸，用玻棒小心攪拌。85-90C水浴加熱30分鐘。反應(yīng)完畢后，燒瓶靜置冷卻，析出阿司匹林結(jié)晶。結(jié)晶完全析出后，緩慢加入70ml水（放熱）。在冰水中進(jìn)一步冷卻結(jié)晶。抽濾得到粗品。將粗品轉(zhuǎn)入150ml燒杯中，分批加入40ml飽和NaHCO3溶液，攪拌至無CO2放出，抽濾，濾去不溶的雜質(zhì)，此步可以將聚合物除去。用50HCl調(diào)節(jié)濾液到pH 1.5（攪拌），阿司匹林沉淀析出（可冰水中再冷卻），抽濾，用冰水洗凈結(jié)晶。將結(jié)晶轉(zhuǎn)到150ml燒瓶中，加入20ml乙醇，緩慢加熱，至阿司匹林溶解（此步也可用乙酸乙酯重結(jié)晶）。將該溶液倒入40ml熱水（50-60C）中，同時攪拌。靜置冷卻后，有結(jié)晶析出。抽濾，并用35乙醇洗凈結(jié)晶。干燥，稱重，計算產(chǎn)率。測熔點mp。五、 檢驗純度2個試管中，分別加入少量水楊酸和阿司匹林產(chǎn)品，加入乙醇各1ml，然后滴加10FeCl3。酚羥基使FeCl3顯紅紫色。六、 思考題1、 合成中，加入濃硫酸，是什么作用？還可用什么酸代替？2、 副產(chǎn)物有哪些？實驗二磺胺醋酰鈉的合成一、目的要求3、 掌握磺胺類藥物的理化性質(zhì)；4、 熟悉并掌握乙酰化反應(yīng)的原理和實驗操作。二、反應(yīng)原理三、原料：磺胺，醋酐，NaOH四、實驗步驟1、磺胺醋酰的制備100ml三頸瓶中加入攪拌子，裝好溫度計和回流冷凝管，投入17.2g磺胺和22mlNaOH（22.5）。水浴50-55C，攪拌溶解。隨后滴加醋酐3.6ml，5min后滴加NaOH（77）2.5ml。此后，如此每間隔5min交替滴加醋酐和NaOH各2ml，共5次（合計醋酐13.6ml，NaOH12.5ml）。反應(yīng)時維持50-55C，pH 12-13。加料完畢后，保溫攪拌反應(yīng)30min。反應(yīng)完成后，將反應(yīng)液轉(zhuǎn)入100ml燒杯，加20ml水稀釋，用濃鹽酸調(diào)pH7。冰水中冷卻1-2h，析出固體，抽濾，濾渣棄去。用濃鹽酸調(diào)濾液pH 4-5，再冰水冷卻，析出產(chǎn)品，抽濾，得到產(chǎn)品。用10鹽酸（三倍產(chǎn)品量）攪拌溶解，放置30min，抽濾除去不溶物。濾液中加入少量活性炭脫色（室溫下），抽濾除去活性炭。用40NaOH調(diào)pH 5，析出產(chǎn)品。抽濾，干燥，測mp。要求mp179-184C，若不合格，用15ml/g產(chǎn)品 的熱水重結(jié)晶。2、磺胺醋酰鈉的制備以上所得磺胺醋酰投入50ml燒杯中，少量水濕潤，水浴加熱到90C，加入40NaOH，使其剛好溶解，pH 7-8，趁熱抽濾，濾液冷卻析出結(jié)晶，抽濾，干燥得到產(chǎn)品。五、思考題1、 磺胺類藥物的理化性質(zhì)有哪些？2、 反應(yīng)液處理時，pH 7時析出的固體是什么？pH 5時析出的固體是什么？10%鹽酸中的不溶物是什么？3、 調(diào)節(jié)pH 12-13很重要。若堿性過強(qiáng)，產(chǎn)品中磺胺較多，磺胺醋酰次之，磺胺雙醋酰較少；堿性過弱，則產(chǎn)品中磺胺雙醋酰較多，磺胺醋酰次之，磺胺較少。實驗三維生素K3的制備一、實驗?zāi)康?、了解亞硫酸氫鈉加成物在藥物結(jié)構(gòu)修飾中的作用；2、了解VK3的制備；3、掌握該反應(yīng)的氧化和加成特點。二、實驗原理-甲基萘因位甲基的超共軛效應(yīng)，使甲基所在環(huán)的電子云密度較高，在溫和條件下，可被鉻酸氧化，形成甲萘醌。2,3位雙鍵再與亞硫酸氫鈉加成，得到VK3。三、主要試劑-甲基萘， (5g)重鉻酸鉀， (24g)濃硫酸， (30ml)丙酮， (10ml)亞硫酸氫鈉, (3.6g) 乙醇95%， (12ml) 四、操作步驟1、甲萘醌的制備150ml三頸瓶中加入攪拌子，-甲基萘5g，丙酮 10ml，攪拌溶解。重鉻酸鉀10g溶于50ml水中，與濃硫酸30ml混合，在控制溫度3840C下緩慢滴加到三頸瓶中，然后再分批加入重鉻酸鉀16-20g，根據(jù)氣溫影響溶解度的程度調(diào)整。加完，在40C反應(yīng)30min。然后將水浴溫度升到60C，反應(yīng)1h。其后趁熱將反應(yīng)物倒入大量水中，甲萘醌完全析出，過濾，結(jié)晶用水洗3次，抽干。2、VK3的制備干凈的150ml三頸瓶中加入甲萘醌、亞硫酸氫鈉3.6g（溶于8ml水中），在水浴3840C下攪拌均勻后，加入乙醇95% 12ml，攪拌30min，冷卻到10C，結(jié)晶析出，過濾，結(jié)晶用少量乙醇洗滌，抽干，得到VK3粗品。3、精制粗品放入三角瓶中，加4倍量的95乙醇和0.5g亞硫酸氫鈉，在70C下溶解，再加入粗品量1.5的活性碳。6870C脫色15min，趁熱過濾，濾液冷卻到10C以下，析出結(jié)晶，過濾，結(jié)晶用少量乙醇洗滌，抽干，干燥，得VK3純品。（mp 105107C）注：重鉻酸鉀的溶解度：12.3g (20C), 18.1g (30C), 26.3g (40C)實驗四對乙酰氨基酚的制備一、目的要求1、了解選擇性乙?；瘜Π被拥陌被Ａ舴恿u基的方法；2、掌握易被氧化產(chǎn)品的重結(jié)晶精制方法。二、合成原理三、步驟1、對乙酰氨基酚的制備100ml錐形瓶中加入對氨基苯酚10.6g，水30ml，醋酐12ml，輕輕振搖使成均相。再在80C水溶液中加熱反應(yīng)30min，放冷，析出結(jié)晶，過濾，產(chǎn)品以10ml冷水洗2次，抽干，干燥，得到白色結(jié)晶粗品（約1.2g）。2、精制100ml錐形瓶中加入對乙酰氨基酚粗品，每克用水5ml，加熱溶解，稍冷后加入活性炭1g，煮沸5min，在抽濾瓶中先加入亞硫酸氫鈉0.5g，趁熱過濾，濾液放冷，析出結(jié)晶，過濾，結(jié)晶以0.5亞硫酸氫鈉溶液5ml分2次洗滌，抽干，干燥，得純品（約8g）。測熔點（mp168-170C）。四、思考題1、加亞硫酸氫鈉的目的是什么？2、粗品中的雜質(zhì)主要是什么？實驗五香豆素-3-羧酸的Knoevenagel制備一、目的要求1、 了解香豆素類化合物在自然界的存在形式和生物學(xué)意義；2、 學(xué)習(xí)羥醛縮合反應(yīng)合成苯并吡喃酮類雜環(huán)化合物的原理、方法；3、 掌握Knoevenagel反應(yīng)的原理、特點和應(yīng)用。二、合成原理香豆素又名1,2-苯并吡喃酮，為順式鄰-羥基肉桂酸的內(nèi)酯。存在于許多天然植物中。香豆素具有香茅草的香氣，為重要香料。其衍生物還用于農(nóng)藥、醫(yī)藥等。香豆素的合成方法有Perkin法和Knoevenagel法。Perkin法：反應(yīng)時間長，溫度高，產(chǎn)率不高。Knoevenagel法：這種在有機(jī)堿催化作用下促進(jìn)羥醛縮合反應(yīng)的方法稱為Knoevenagel反應(yīng)。該法將Perkin法中的酸酐改成活潑亞甲基化合物，需要有一個或兩個吸電子基團(tuán)增加亞甲基氫的活潑性。同時，堿性較弱的有機(jī)堿作為反應(yīng)介質(zhì)避免了醛、酮的自身縮合，擴(kuò)大了縮合反應(yīng)的原料使用范圍。三、原料水楊醛，丙二酸二乙酯，無水乙醇，六氫吡啶，冰醋酸，95乙醇，氫氧化鈉，濃鹽酸，無水氯化鈣四、步驟1、香豆素-3-甲酸乙酯的制備在干燥的100ml圓底燒瓶中加入4.2ml水楊醛，6.8ml丙二酸二乙酯，25ml無水乙醇，0.5ml六氫吡啶，12滴冰醋酸，幾粒沸石。裝上回流冷凝管，冷凝管上口安裝一個氯化鈣干燥管。加熱回流2h。將反應(yīng)后的混合液轉(zhuǎn)入錐形瓶，加水35ml，冰水浴冷卻，使產(chǎn)物結(jié)晶析出完全，減壓過濾，結(jié)晶用冰冷的50乙醇洗滌2次（每次35ml），最好將結(jié)晶壓緊抽干。將粗品香豆素-3-甲酸乙酯干燥，稱量，計算產(chǎn)率。如果重結(jié)晶可用25乙醇。2、香豆素-3-甲酸的制備100ml圓底燒瓶中加入4g香豆素-3-甲酸乙酯，3g氫氧化鈉、20ml乙醇，10ml水，和幾粒沸石。裝上回流冷凝管，加熱回流，使酯和氫氧化鈉全部溶解后，再繼續(xù)加熱回流15min。將反應(yīng)后的液體趁熱倒入稀